JPS63501651A - 坑井を掘削する方法及び掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 さく井を掘削する方法及び掘削装置 本発明は、上方に延在するポーリング用やぐらを有する掘削床又は掘削プラット フォームと、掘削床に区画形成された掘削開口を通る複数の解放自在に相互連結 された管状体部分からなり掘削床がさらにこの管状体部分を貯蔵する保管場所を 区画形成している、管状体をｉ［させるための前記やぐらの上方部分に連結され た第１の巻上げ機と、前記保管場所から前記第１の巻上げ機へ及びその逆方向に 管状体部分を輸送する輸送手段とを、具備する掘削装置によってさく井を掘削す る方法に関するものである。

回転掘削において２つの異なる型の装置が普通に用いられ、ドリルストリング、 すなわちいわゆる頂部駆動装置と回転テーブル駆動装置とを回転するようにして いる。実際の掘削作用を開始する前に、導管が掘削場所の地中に打ち込まれ、そ の後でドリルビット、ドリルカラー及びその他の管状要素又は管状部分からなる 、いわゆる底孔組立体が取付けされそして前記第１の巻上げ機によってドリルフ ロア（掘削床）の掘削開口の上方に吊り下げられる。この底孔組立体は導管の中 へと下降され、そして掘削作用が、底孔組立体に取付けられたケリー（掘管の上 端に付属する断面四角又は六角のロッドパイプ）と共働する頂部駆動装置又は回 転テーブルによって底孔組立体を回転することにより、開始される。ドリルスト リングの小さな部分だけが掘削床の上面がら上方に延出する距離だけドリルビッ トが地下に突き通された時、掘削作用は停止されなければならず、その後にドリ ルストリングは、ドリルストリングと掘削床の掘削開口を区画形成する主ブツシ ュとの間の空間に位置する、くさび形状の要素、−いわゆるスリップ（滑り部材 ）−によって掘削床に締着される。頂部駆動装置又はケリーはついでドリルスト リングから分離され、そして管状ドリルストリング部分が、掘削床の外側に位置 しかつドリルストリング部分の貯蔵品を水平位置に支持している保管場所又は保 管棚から、動かされる。各ドリルストリング部分が、ポーリング用やぐらに形成 されたいわゆるＶドアを通って補助巻上げ機又は滑車装置によってこの保管棚か ら掘削床に持って来られ、そして新たなドリルストリング部分が、掘削床に形成 されかつこれから下方に延出しまた掘削開口に近接して位置している、保持ソケ ット−いわｉるマウスホール（孫孔）−の中に垂直に置かれる。頂部駆動装置又 はケリーが掘削孔を通って延在するドリルストリングがら分離された時、この頂 部駆動装置又はケリーが、マウスホールの中に位置するドリルストリング部分の 上端に連結されるような位置に向けて揺動される。そして、新たなドリルストリ ング部分が、マウスホールから、その下端がドリルストリングの上端に連結され る位置へと上昇され、そして掘削開口からスリップが解放された後、掘削作用が 続けられる。通常は、ドリルストリング部分の長さは３０フイート又は約１０ｍ である。これは各時期においてドリルビットがさらに１０ｍ地下に突き通され、 掘削作用が停止され、もう１つのドリルストリング部分が前記したように付は加 えられなければならないことを意味する。

掘削されたさく井は、通常管状ライニング、いわゆるさく井ケーシングが設けら れる。掘削作用が続くに従って、さく井ケーシングはさらに、それぞれ約１５ｍ の長さを有しかつ掘削床の外側に位置する保管場所から持って来られるケーシン グ部分によって、延長されなければならない。

ときどき、例えば、いわゆる取り外し作用によって、ドリルビット又は全底孔組 立体を取替えるために、全ドリルストリングをさく井から取除くことが必要とな る。その時はこのドリルストリングは通常さく井から段階的に引き出され、そし て各段階において、それぞれが通常２個（二重）の又は３個（三重）の相互に連 結されたドリルストリング部分からなる、ドリルストリング長尺体−いわゆるス タンド−が分離される。約２０ｍの長さを持つ二重又は約３０ｍの長さを持つ三 重のこれらスタンドは、次に掘削床の保管領域に貯蔵されここでいわゆるフィン ガーボードによって垂直位置に保持される。全ドリルストリングが取りはずされ た時、新たな底孔組立体が組立てられそしてこの取り付は作用に入る前に、前記 第１の巻上げ機又は掘削巻上げ機を用いそれによりこれらスタンドが連続してフ ィンガーボードから取り除かれ底孔組立体の上端に連結され、この底孔組立体は 、ドリルビア）がさく井の底に到達して回転掘削作用が続けられるようになるま で、さく井の中に段階的に下降される。

実際の回転掘削作用が起きない時間を意味する全体の必要な遊び時間が、ある程 度重要であることが理解されるべきである。掘削リグにおいてなされる投資が非 常に高い（例えば沖合リグの毎日の貸借料がｓｏ、　ｏｏｏ米国ドルのオーダー であるように）という事実に鑑み、この必要な遊び時間の比較的小さな減少でさ えも大きな経済的重要性を有している。

頂部駆動掘削リグに関して、２つのドリルストリングもしくは約１０ｍの長さを 有する各単体部分を２０ｍのスタンドに組立てるか又はこれら亘体をマウスホー ルの中に置きこれを空気けん引蓋及び回転レンチを用いて連結することにより二 重に組立て、そして掘削作用を続けることが提案されている。このドリルストリ ングの長さを増加しなければならない時、ストリングが１つの部分の長さだけさ く井から上方に引張られ、スリップが設置され、そして頂部駆動装置に連結され た上部ドリルストリング部分が残りのドリルストリングから分離される。それか ら巻上げ機が、マウスホールに保持されたスタンドの上端に下端が連結される位 置に向けて頂部駆動装置に連結されたドリルストリング部分が傾斜されるような 位置に、持ち上げられ、その後にこの掘削巻上げ機がさらに、スタンドの下端が ドリルストリングの上端に連結される位置に向って上方に動かされる。スリップ が解放されそして巻上げ機が１つのストリング部分だけ下降された時、回転掘削 作用が続けられる。この後者の公知の方法は遊びの掘削時間に一定の減少をもた らす。しかし、本発明は遊び時間をさらに減少できる掘削方法を提供するもので ある。

本発明は、掘削装置によってさく井を掘削する方法であって、前記掘削装置は、 上方に延在するポーリング用やぐらを持った掘削床又は掘削プラットフォームと 、第１の巻上げ機と、第１の輸送手段と、第２の巻上げ機と、第２の輸送手段と を具備し、前記第１の巻上げ機は前記掘削床に区画形成された１つの掘削開口を 通る複数の解放自在に相互連結された管状体部分を包含する１つの管状体を通過 させるよう前記やぐらの上方部分に連結され、前記掘削床はさらに管状体部分を 貯蔵するための１つの保管場所を区画形成し、前記第１の輸送手段は管状体部分 を前記保管場所と前記第１の巻上げ機保管場所とから間隔を寺おいた位置におい て前記掘削床を通って延在する１つのｔ＄備開開口上方で、前記やぐらの上方部 分に連結され、前記第２の輸送手段は、管状体部分を前記保管場所と前記第２の 巻上げ機との間で輸送するためのものであり、前記方法は、それぞれが少なくと も２つの解放自在に相互連結された管状体部分を包含する管状長尺体を、前記第 １の輸送手段により保管場所から掘削開口に実質的に垂直な状態で輸送し、前記 管状長尺体を管状体の上端に連結しまたこの管状体を前記第１の巻上げ機により 掘削開口を通って下降させ、管状体部分を準備開口に輸送し、前記管状体部分を 解放自在に相互連結することによって１つの管状長尺体を形成して管状体部分の 一方が準備開口を通って延出し他方が前記第２の巻上げ機によって吊り下げられ るようにし、準備された長尺体を前記第２の巻上げ機により準備開口から引き出 し、この準備された長尺体を前記第２の輸送手段により１つの保管場所へ実質的 に垂直な状態で輸送することを含んでなる、さく井掘削方法を提供するものであ る。

本発明の方法において用いられる管状体部分は、掘削管単体、さく井ケーシング 巣体、ドリルカラー、安定装置、集中化装置、スクラッチャー、ドリルビット、 及びその他のドリルストリング又はドリルケーシング構成要素を、生産物配管部 分と共に具備することができる。本発明の方法を用いることにより、上記の管状 体部分は、準備開口において、ドリルストリング及びさく井ケーシングスタンド （通常二重又は三重の）のような管状長尺体、底孔組立体又は底孔組立体部品、 切出し組立体等に組立てられ、そして回転掘削作用が掘削開口において続行され 、また準備開口において準備された管状長尺体が、前記第２の輸送手段により実 質的に垂直な状態で、これら管状長尺体が使用のために保管されるやぐらの範囲 内の保管場所に、輸送される。それぞれが２個又はそれ以上の相互連結された管 状体部分を包含する上記の管状長尺体が掘削作用のために必要となった時に、こ れら管状長尺体は前記第１の輸送手段によって保管場所から前記第１の巻上げ機 又は掘削開口上方に位置する掘削巻上げ機に輸送される。この結果、管状体部分 を管状長尺体に組立てるために掘削巻上げ機は必要でなくなり、それにより遊び 時間が減少されまた実質的な節減が得られることになる。

管状体部分（単体のような）が、前記第２の輸送手段によって、掘削床の外側に 位置する保管場所又は掘削床上の保管場所から、前記第２の巻上げ機又は準備巻 上げ機に供給される。管状長尺体が３個の管状体部分（三重管状体）を包含する 時は、この管状長尺体は、準備開口の中に第１の管状体部分を配設してその実質 的部分が掘削床又は掘削プラットフォームの下方に延在するようにし、第２の管 状体部分をこの第１の管状体部分の上端に連結し、さらにその後で第３の管状体 部分を相互連結された第１及び第２の管状体部分に連結することにより、形成さ れる。第１の管状体部分が準備開口の中に配設された時は、スリップが設置され て第１の管状体部分を掘削床に対し正しい位置に保持しそして第２の管状体部分 が掘削床の上方に延在する第１の管状体部分の上端に連結される。しかしこの準 備開口における組立て方法は、異なった方法で行うことができる。本発明の方法 の第１の実施態様によれば、準備開口でのこの組立て方法は、掘削開口において 普通に用いられている方法と同じである。したがって、相互連結された第１及び 第２の管状体部分は、第１の管状体部分と第２の管状体部分の実質的部分とを掘 削床又はプラットフォームの下方に置くよう下降され、その後に第３の管状体部 分が前記床又はプラットフォームの上方に延在する第２の管状体部分の上端に連 結され、そして管状長尺体又は準備された三重管状体部分が第２の巻上げ機によ って準備開口から引き出される。

ある場合においては、掘削床の準備開口の下方に得られる自由空間が、上記の方 法を行うには十分でないことがある。

そのため、変形実施態様によれば、本発明の方法はさらに、相互連結された第１ 及び第２の管状体部分を準備開口の上方に向ってその外側に動かし、続いて第３ の管状体部分を準備開口の中に配設してその実質的部分が掘削床又はプラントフ オームの下方に延在するようにし、その後に相互連結された第１及び第２の管状 体部分が前記床又はプラットフォームの上方に延在する前記第３の管状体部分の 上端に連結されることを含むことができる。この方法は準備開口の下方に１つの 単体の長さよりも小さい自由空間しか必要としない。この後者の方法が用いられ る時は、掘削装置は好ましくは、第３の巻上げ機を具備し、そして準備開口を区 画形成する開口形成手段は、前記第２の巻上げ機によって相互連結された第１及 び第２の管状体部分を準備開口から取り除いた後でしかも第３の巻上げ機によっ て前記第３の管状体部分を配設する前に、第１の位置から第２の位置に、また前 記第３の管状体部分を準備開口の中に配設した後でしかも相互連結された第１及 び第２の管状体部分を第３の管状体の上端に連結する前に、前記第２の位置から 前記第１の位置に復帰するよう、やぐらに対して動かされる。例えば第２の主ブ ツシュの形式とすることができる開口形成手段が、第２及び第３の巻上げ機とそ れぞれ実質的に共軸であるその第１の位置と第２の位置との間で変位される。こ れに代えて、開口形成手段又は第２の主ブツシュが、実質的に垂直に延在する軸 線を持つその第１の位置から、主ブツシュの軸線が前記第１の位置の軸線と鋭角 を形成する第２の位置に向けて、傾斜される。

本発明の方法はさらに、管状長尺体を掘削開口において管状体の上端から分離し 、そしてこの管状体を掘削開口を通って上方に連続的に引き出し、さらにこの分 離された管状長尺体を前記第１の輸送手段によって実質的に垂直な状態で掘削開 口から保管場所へ輸送することを含むことができる。このような取りはずし作用 はそれ自体周知である。′しかじ、スタンド又は取りはずされた管状長尺体が実 際の掘削場所で再利用されない場合、又は包含された管状体部分が他の結合部に 利用される場合には、本発明の方法はさらに、管状長尺体を前記第２の輸送手段 によって実質的に垂直な状態で保管場所から第２の巻上げ機へ輸送し、各管状長 尺体を前記第２の巻上げ機により準備開口を通って下降させ、掘削床の上面の上 方で隣接管状体部分の間の相互連結を連続的に解放し、そしてこの解放された管 状体部分を準備開口から輸送することを含むことができる。

したがって、準備開口と準備巻上げ機とは、組立てのためばかりでなく管状長尺 体を分解するためにも用いられ、そしてこの結果得られる管状体部分又は単体は 掘削床上の保管場所へ、又は掘削床の外側の他の保管場所へ輸送される。この分 解作用は上記の変形組立て方法と一致する変形方法で行われる。

最も長い掘削時間中は回転掘削作用を続けることが必要である。それゆえに、で きるだけ長い管状長尺体又はスタンドを準備することが必要となる。しかし、ス タンドの長さは必らず、垂直状態で各スタンドが連結され又はドリルストリング もしくはさく井ケーシングの上端から分離されるようにしなければならない。そ れゆえに、管状長尺体の各々の軸方向の寸法は好ましくは実質的にやぐらの自由 高さに一致するようにすべきである。

本発明はさらに、掘削リグ（掘削さく井機械）であって、掘削床又は掘削プラン トフオームと、掘削床から上方に延在するポーリング用やぐらと、第１の巻上げ 機と、第１の輸送手段と、第２の巻上げ機と、第２の輸送手段と、管状体部分を 相互連結及び分離する手段とを具備し、前記第１の巻上げ機は前記やぐらの上方 部分に連結され、掘削床に区画形成された１つの掘削開口を通って１つの管状体 を通過させるようにし、前記掘削床はさらに少なくとも２つの解放自在に相互連 結された管状体部分を各々が包含する管状長尺体を、貯蔵するための保管場所を 区画形成し、前記第１の輸送手段は管状長尺体を保管場所と前記第１の巻上げ機 との間で輸送するためのものであり、前記第２の巻上げ機は、開口形成手段によ って区画形成された１つの準備開口の上方でやぐらの上方部分に連結されかつ掘 削開口及び保管場所から間隔をおいた位置で掘削床を通って延在し、前記第２の 輸送手段は管状長尺体を前記第２の巻上げ機から保管場所へ輸送するためのもの であり、前記管状体相互連結及び分離手段は、掘削開口及び準備開口において管 状体部分を相互に連結しまた分離するためのものであり、それにより管状体部分 が準備開口において管状長尺体に組立てられこれら管状長尺体が掘削開口におい て管状体部分に連結されるようにしている、掘削リグが提供される。

掘削床の準備開口の下方に得られる自由空間が２つの管状体部分（二重管状体） の長さより少ない場合は、準備開口を区画形成する開口形成手段は好ましくは、 準備開口が第２の。

巻上げ機の下方に実質的に垂直に位置する第１の位置と、準備開口の軸線が前記 第２の巻上げ機の垂直の吊下げ線から偏倚（変位及び／又は傾斜）される第２の 位置との間で動かされ、そして前記リグはさらに、吊り下げられた１つの管状体 部分が前記第２の位置のｔ＄備開開口中にまたその外に動かされるように配置さ れた第３の巻上げ機を具備することができる。この掘削リグはしたがって掘削床 の下方に１つの管状体部分より少ない部分が延在する場合に上記のように組立て 及び分解作用を行うことができる。

掘削開口と準備開口の間隔は好ましくは、準備開口で行われる組立て及び分解作 用が、掘削開口で行われる掘削、作用、取りはずし、及び取りつけ操作を乱し又 は妨害することがないように選択される。しかし、準備開口の上方のまた準備開 口と掘削開口との間の通路に沿うやぐらの内側自由高さは、管状長尺体又はスタ ンドを前記開口と保管場所との間で垂直の状態で輸送することができるのに十分 であるようにすべきである。

前記第１及び第２の輸送手段は、保管場所と掘削開口との間及び準備開口と保管 場所との間で管状長尺体を輸送するための２つの別々に移動可能な輸送機構を具 備することができる。しかしこの別々の輸送機構は通常時は必要でなくまた同時 には使用されない。それゆえに、好ましい実施態様においては、第１及び第２の 輸送手段は、掘削開口、保管場所及び準備開口を通過する軌道に沿っていずれか の方向に動き得る単一の把持機構を具備しており、これは１つのまた同じ輸送機 構が保管場所と掘削及び準備開口との間で管状長尺体を輸送するために用いられ ることを意味している。

共通の輸送又は把持機構は、管状長尺体を軸方向に間隔をおいた位置において掴 むように配設された垂直方向に整列する把持装置を具備することができる。フレ ーム構造がまた、管状体部分を連結しまた分離するため少なくとも１つの回転及 びトルク付与装置を支持する。

保管場所は有利には、掘削開口と準備開口との間に配置され、これは保管場所が 、掘削開口と準備開口とをそれぞれ通って延在しまたこれらの開口を相互連結す る直線に対し直角をなしている一対の平行線の間に、位置することを意味する。

本発明の掘削リグが陸上リグであると共に沖合リグであることが理解されるべき である。

本発明は図面を参照してさらに以下に記載される。

第１図は本発明の掘削リグの第１の実施態様のポーリング用やぐらの側面図、 第２図は掘削リグの掘削床を示す概略頂面図、第３図から第８図は第１図に示す やぐらに対応する概略側面図で本発明の掘削方法の第１の実施態様の種々の段階 を示し、そして 第９図から第１６図は本発明の方法の第２の実施態様の種々の段階を示す、本発 明の掘削リグの第２の実施Ｂ様の拡大概略図である。

図中第１図から第８図に示される掘削リグは、掘削床又は掘削プラントフ半オー ム領域１１から上方に延在するポーリング用やぐら１０を備えている。走行ブロ ック１３と回り継手フック組立体１４を具備する掘削巻上げ機１２がやぐら１０ の上方部分に取付けられる。台車１６上に取付けられ垂直方向に延在する軌道１ ７に沿って変位可能となっている頂部駆動ユニット１５が、それ自体公知の方法 で巻上げ機によって吊り下げられている。

ト１５は掘削床に区画形成された掘削開口１８と実質的に整列され、そして頂部 駆動ユニット１５はこの掘削開口１８を通って延在するドリルストリング１９の 上端と回転駆動係合するようになっている。

準備又は組立て巻上げ機２０がさらに、掘削床１１に区画形成されている組立て 又は準備開口２１の直上のやぐら１゜の上端に取付けられる。掘削巻上げ機１２ はドリルストリング一式のような非常に重い荷重を担持することができるように すべきであるが、準備巻上げ機２０は、平常時、以下にさらに詳細に記載される ように３０ｍのオーダーの長さを有するドリルストリング又はさく井ケーシング スタンドあるいは底孔組立て部品を担持することができるだけにすべきである。

管処理及び輸送機構２２は、垂直方向に延在するフレーム２３とこれに取付けら れ垂直方向に整列された把持装置２４とを具備している。管状ドリルストリング 部分のねじ切り端部分に連結し又は分離するための回転及びトルク付与装置２５ がさらに、把持装置２４と整列してフレーム２３上に取付けられている。フレー ム２３は垂直シャフト２６を具備し、このシャフト２６は下方及び上方軌道２７ 及び２８に取付けられ、それによりこのシャフトは軌道部材に沿って動かされ、 またフレーム２３はシャフトの縦軸線周りに揺動できるようにしている。平行に 、垂直方向に間隔をおいて配された軌道部材２７と２８は通路２９を区画形成し 、この通路２９は掘削開口１８と準備開口２１との間に延在し、そしてこの通路 に沿ってシャフト２６が動くことができる。フレーム２３がシャフト２６の軸線 周りに揺動するとき、把持装置２４と回転及びトルク付与装置２５との各々は、 第２図に鎖線で示される通路３０に沿って動かされる。しかし、任意の他の適当 な輸送機構を用いることができることが理解されるべきである。

掘削床１１はさらに、例えば普通のフィンガーボード４６によってドリルストリ ングもしくはケーシングスタンドあるいは底孔組立て体部品を垂直位置に貯蔵す るため、通路３０のそれぞれの側でこれに接近してやぐらの範囲内に配設された 保管場所３１及び３２を具備している。掘削床はさらに、掘削巻上げ機１２と協 同するドローワークス３３と予備巻上げ機２０と協同するドローワークス３４と を担持する。準備巻上げ機の運転者のための掘削者運転室３５と運転室３６とが さらに掘削床上に配置される。掘削リグを公知の方法で作動できるようにするた め、いわゆるマウスホール（孫井戸）３７が掘削開口１８に接近して掘削床に区 画形成されそれによりこの開口１８とマウスホール３７とが巻上げ機に形成され た■ドア３８に整列するようになっている。いわゆるラフトホール（孫井戸）３ ９がさらに掘削床に区画形成され掘削リグと連動して周知の回転テーブル駆動装 置を使用することが要求される場合にケリーを受け入れるようにしている。ドリ ルストリング及びさく井ケーシング構成部分がそれを通って準備巻上げ機２０又 は準備開口２１に直接供給される第２のＶドア４０が、周知のＶドア３８と並列 関係にやぐら１０に形成される。

上記の掘削リグの作動の第１の方法が第３図から第８図に関し説明される。第３ 図と第４図は導管４１が、掘削巻上げ機１２に吊り下げられたハンマー４２によ って掘削床の掘削開口を通って地下に打ち込まれる方法を示している。これと同 時にドリルビット４４を具備する底孔組立体部品４３が以下に記載する方法で組 立てられる。

−ｉに、本発明の方法の第１の実施態様によれば、三重スタンド４７が次のよう に組立てられる。掘削管部分４８　（第５図）のような第１の蛍−管状体部分が Ｖドア４０を通ってやぐらｌＯの外側から持ち込まれ巻上げ機２０によって準備 開口２１の中に下降される。スリップが設置され、巻上げ機が解放されそして第 ２の単−管状体部分又は管がＶドア４０を通って持ち込まれる。巻上げ機２０が この第２の単一管を準備開口の中の第１の管の上方にこれに近接して吊り下げ、 そしてこれら２つの管は輸送機構２２の回転及びトルク付与装置２５によって組 立てられる。スリップが解放されそして管状組立体が、巻上げ機によって、準備 開口２１の中の組立体の上端が掘削床１１の上方の通常の作業高さに組立てられ る位置へと、下降される。スリップが設置され、巻上げ機２０が解放され、そし て第３の単一管が持ち込まれる。巻上げ機はこの第３の単一管を、準備開口２１ の中の組立体の上方にこれに近接して吊り下げ、そしてこの単一管は第６図のよ うに回転及びトルク付与装置２５によって組立体に連結される。スリップが解放 され、完成された三重スタンド４７が準備開口２１の外に持ち上げられ、その後 完成されたスタンドが輸送機構２２の把持装置によって掴まれ、この輸送機構２ ２はスタンドが置かれる保管場所３１又は３２０１つに向ってこのスタンドを動 かす。さく井ケーシング部分のこれらスタンドとドリルカラ一部分のような他の 管状部分は上記のように組立てられ、そしてこれらのスタンドが、準備開口２１ において逆の方法により単一の管に分離されることを理解すべきである。

底孔組立体４３は上記と同様な方法で一緒に置くことができるが、９０インチ（ 約３０ｍ）の組立体の部品の数は３個とは異なる。底孔組立体を作る方法は典型 的にはドリルビットと共に開始し、ドリルビットは、巻上げ機によって準備開口 ２１の頂部のいわゆるビットブレーカ（図示しない）の中に持ち込まれそしてこ こに置かれる。巻上げ機２０はついで解放され、そして管、いわゆるＢ　ＨＡ部 分４５（第４図）が持ち込まれて巻上げ機から吊り下げられ、それによりその下 端がドリルビットに接触するようになる。この２つの部分は回転及びトルク付与 装置２５によって連結されそれがらビットブレーカの外に持ち上げられる。この ビットブレーカは取り除かれそして相互に連結された２つの部分は準備開口２１ ９中に下降されスリップの中に置かれる。この地点からドリルカラ一部分、ドリ ルチューブ部分等の他のスタンドと同じ方法で、スタンドが完成される。これら の準備されたスタンドはその後の使用のために保管場所３１又は３２のうちの１ つに輸送される。

導管４工の打ち込みが完成した時、準備された底孔組立体部分４３は保管場所か ら掘削巻上げ機１２−・運ばれここで底孔組立体部分が吊り下げられその後導管 の中に下降される。

掘削床１１の上方に延在する上方部分を有する底孔組立体部分はスリップによっ て調整され、そして保管されたドリルカラー長尺体又はスタンドは掘削巻上げ機 １２に運ばれ、巻上げ機１２は底孔組立体部分４３がら解放されてドリルカラー 長尺体に連結され、底孔組立体部分４３はドリルカラーが底孔組立体部分の上端 と係合する位置に持ち上げられる。ドリルカラーは、処理及び輸送機構２２の回 転及びトルク付与装置２５により底孔組立体に連結され、それにより完成された 底孔組立体が形成される。スリップが解放され、そして底孔組立体が、底孔組立 体の上端だけが掘削床１１の上方に延在するようになるまで、導管４１の中に下 降される。スリップが再び設置され、そして掘削巻上げ機１２が底孔組立体がら 解放されまた輸送機構２２により保管場所から巻上げ機１２に移動されている準 備されたドリルストリングスタンド４７に連結される。ドリルストリングスタン ドは、その下端が底孔組立体の上端と係合する位置に持ち上げられ、そして相互 に係合する端部分は回転及びトルク付与装置２５により連結される。スリップは 解放され準備されたドリルストリングが、導管４１に形成されたさく井の底にド リルビットが到達するまで下降される。次にドリルストリングの上端が駆動ユニ ット１５と駆動係合するように置かれその後実際の掘削作用が開始する。

実際の掘削作用が起きている間、他のドリルストリングスタンド４７　（第６図 ）がすでに述べたように、■ドア４０を通って供給された単−管又はドリルチュ ーブ部分４８から準備される。これらの準備されたドリルストリングスタンド４ ７は保管場所３１と３２に運ばれる。

第５図はドリルストリングスタンドをドリルストリングの上端に付加した後、掘 削作用が続けられた状態を示し、これは頂部駆動ユニット１５がその上方位置に あることを意味している。これと同時に、管部分４８がスリップによって用意さ れまた他の管部分がＶドア４０を通って持ち込まれ巻上げ機２０に連結されてい る、準備開口２１において、もう１つのドリルストリングスタンドが準備されて いる。第６図において、掘削作用が続けられ頂部駆動ユニット１５が下方に向け て一定距離動かされている。もう１つのドリルストリングスタンド４７が準備開 口２１で完成されそしてこの準備されたスタンドが、把持及び輸送機構２２によ って掴まれ、この把持輸送機構２２がドリルストリングスタンド４７を保管場所 ３１と３２のうちの一方に運ぶ。

一定時間の後ドリルビットが、第７図に示すように頂部駆動ユニット１５がその 下降位置に到達するような距離だけ、地下に突き通され、そしてもう１つのドリ ルストリングスタンド４７を付けたすために掘削作用が停止される。そのため、 頂部駆動ユニット１５がドリルストリングの上端から分離され、この頂部駆動ユ ニット１５を支持する台車１６が第８図に示す引っ込み位置に動かされ、それに より頂部駆動ユニットが掘削開口１８との整列位置からはずれて左側に動かされ る。頂部駆動ユニット１，５が上方に動かされている間、ドリルストリングスタ ンド４７は保管場所３１と３２の一方の場所において輸送機構２２によって掴ま れそして第８図のようにスタンド４７がドリルストリング１９の直上に位置しこ れと整列される位置に動かされる。そのため、スタンド４７は回転及びトルク付 与装置２５によってドリルストリング１９に連結される。頂部駆動装置１５がそ の上方位置に到達した時、台車１６はその正常の延出位置に復帰し、そしてこの 頂部駆動装置は、新たに取付けられたスタンド４７の上端と駆動係合するように 再び持って来られ、その後掘削作用が続けられる。

一定の掘削時間の後、底孔組立体は取替えなければならず、これはドリルストリ ングがはずされなければならないことを意味する。このドリルストリングが次に 、保管場所３１と３２に貯蔵されているドリルストリングスタンド４７の方向に 分離される。しかし、新たな底孔組立体は前述の方法で準備開口２１において予 め準備されておりそのため保管場所の一方に用意される。さく弁頭部とさく井中 央周りの区域におけるその他の地質構造とは必らずしも準備開口２１を通る２つ の管単体（約２０ｍ）の大体の長さに一致する管の長さを下降させるに十分な空 間をもたらすとは限らない。この場合には、未発明の方法の第１の実施態様は利 用することができない。

第９図から第１６図は本発明の掘削リグの、わずかに変形した実施態様を示し、 ここでは準備開口２１は、第１の位置（第９図から第１２図、第１５　、１６図 ）と第２の位置（第１３゜１４図）との間で準備開口を動かすように移動される （変位及び／又は傾斜される）主ブツシュによって区画形成される。

このような掘削リグにより三重スタンド４７が次の方法で単一管４８から準備さ れる。

単一の管４８が■ド゛ア４０を通ってやぐら１０の外側から持ち込まれ、そして その第１の位置にある準備開口２１の中に、この準備開口２１の前記第１の位置 の垂直方向上方に位置している準備巻上げ機２０によって、下降される（第９図 ）。

スリップが用意され、巻上げ機２０は解放され（第１０図）、そして次の単一管 ４８が持ち込まれる。巻上げ機２０は準備開口の中の華−管の上方にこれに近接 して単一管を吊り下げ（第１１図）、そしてこの２つの単一管は第９〜１６図に は示していない回転及びトルク付与装置２５によって組立てられる、スリップが 解放されそして管状組立体が巻上げ機２０によって準備開口２１の外部に持ち上 げられる（第１２図）。

準備開口２１を区画形成する主ブツシュはその第１の位置から第２の位置へ変位 及び／又は傾斜し、前記開口の上方に障害物のない通路を作り出すようにする。

補助の、小さな準備巻上げ機４９が前記第２の位置の準備開口２１の垂直上方に 配置される。■ドア４０を通って持ち込まれた次の単一管４８が、前記第２の位 置にある準備開口２１の垂直上方の補助準備巻上げ機４９によって吊下げられる （第１３図）。この単一管が準備開口の中に下降され、スリップが用意され、そ して補助準備巻上げ機４９が解放される（第１４図）。準備開口２１を区画形成 しかつ単一管４８を担持する主ブツシュがその第１の位置に戻るよう動かされ、 準備巻上げ機２０によって吊り下げられた管状組立体を準備開口２１の中に取付 けられている単一管４８に整列させる（第１５図）。準備巻上げ機２０によって 吊り下げられた管状組立体は下降されそして回転及びトルク付与装置によって準 備開口２１の中の単一管４８に連結される。スリップが解放され、そして完成さ れた三重スタンド４７が準備開口の外部に持ち上げられ（第１６図）、その後こ の三重スタンドが輸送機構２２の把持装置によって掴まれ、輸送機構２２はこの スタンドを保管場所３１又は３２の一方に動かし、ここにスタンドが置かれる。

底孔の小組立体は上述の方法と同じ方法で一緒に置かれるが、９０インチ（約３ ０ｍ）の組立体の部品の数は３個とは異なる。上記の最後の方法を用いることに より、ドリルビットは付加すべき最後の部品となる。このビットはついで、準備 開口において、ドリルストリング部分とその他の管部孔のために用いられるスリ ップよりもむしろビ・ノドブレーカによって、保持されることになる。

さく井スタンド及び切り出し組立体のような他の構成要素が、底孔組立体部品と ドリルストリングスタンドのために、上記と同じ手段によって準備開口２１にお いて準備されることが理解されるべきである。このようにして、本発明の方法は 、掘削リグを作動させるための遊び時間を減少しそのため本質的な節減が達成さ れることを可能にする。

国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．掘削装置によってさく井を掘削する方法であって、前記掘削装置が、 上方に延在するやぐらを有する掘削床又は掘削プラットフォームと、 管状体部分を貯蔵するための１つの保管場所を区画形成する前記掘削床に、区画 形成された１つの掘削開口を通る、複数の解放自在に相互連結された管状体部分 を包含する１つの管状体を、通過させるための前記やぐらの上方部分に連結され た第１の巻上げ機と、 管状体部分を前記保管場所と前記第１の巻上げ機との間で輸送するための第１の 輸送手段と、 開口形成手段によって区画形成されかつ前記掘削開口と保管場所とから間隔をお いた位置で前記掘削床を通って延在する、１つの準備開口の上方で前記やぐらの 上方部分に連結された第２の巻上げ機と、 管状体部分を前記保管場所と第２の巻上げ機との間で輸送するための第２の輸送 手段と、 を具備してなる、さく井を掘削する方法において、前記方法が、 それぞれが少なくとも２つの解放自在に相互連結された管状体部分を包含する管 状長尺体を、前記第１の輸送手段によって、前記保管場所から前記掘削開口へ実 質的に垂直な状態で輸送すること、 前記管状長尺体を管状体の上端に解放自在に連結しそして管状体を前記第１の巻 上げ機によって前記掘削開口を通って連続的に下降させること、 管状体部分を前記準備開口へ輸送すること、前記管状体部分を解放自在に相互連 結することによって１つの管状長尺体を形成しこれら管状体部分の一方が前記準 備開口を通って延在し他方が前記第２の巻上げ機によって吊り下げられるように すること、 前記準備された長尺体を前記第２の巻上げ機によって、前記準備開口から引き出 すこと、 前記準備された長尺体を前記第２の輸送手段によって前記保管場所に実質的に垂 直な状態で輸送すること、を含んでなるさく井の掘削方法。
2. ２．前記管状長尺体が３つの管状体部分を包含し、前記管状長尺体が、第１の管 状体部分を準備開口の中に配置し、その実質的部分が掘削床又は掘削プラットフ ォームの下方に延在するようにし、第２の管状体部分を第１の管状体部分の上端 に連結し、その後に第３の管状体部分を相互連結された第１及び第２の管状体部 分に連結することによって、形成される、請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．相互連結された第１及び第２の管状体部分が下降されて第１の管状体部分と 第２の管状体部分の実質的部分とが掘削床又は掘削プラットフォームの下方に置 かれるようにし、その後に第３の管状体部分が、前記床又はプラットフォームの 上方に延在する第２の管状体部分の上端に連結される、請求の範囲第２項記載の 方法。
4. ４．相互連結された第１及び第２の管状体部分を、準備開口の上方かつその外側 に動かし、続いて第３の管状体部分を準備開口の中に配置してその実質的部分が 掘削床又は掘削プラットフォームの下方に延在するようにし、その後に相互連結 された第１及び第２の管状体部分が前記掘削床又は掘削プラットフォームの上方 に延在する前記第３の管状体部分の上端に連結されることをさらに含んでなる請 求の範囲第２項記載の方法。
5. ５．前記開口形成手段がやぐらに対して、相互連結された第１及び第２の管状体 部分を前記第２の巻上げ機によって準備開口から取り除いた後でしかも前記第３ の管状体部分を第３の巻上げ機によって準備開口の中に配置する前に、第１の位 置から第２の位置に動かされ、また前記第３の管状体部分を準備開口の中に配置 した後でしかも相互連結された第１及び第２の管状体部分を第３の管状体部分の 上端に連結する前に、前記第２の位置から前記第１の位置へ動かされる請求の範 囲第４項記載の方法。
6. ６．管状長尺体を掘削開口において管状体の上端から分離し、管状体を掘削開口 を通って上方に連続的に引き出すことと、 この分離された管状長尺体を前記第１の輸送手段によって掘削開口から保管場所 へ実質的に垂直な状態で輸送すること、をさらに含んでなる請求の範囲第１項か ら第５項のいずれかに記載の方法。
7. ７．管状長尺体を前記第２の輸送手段によって保管場所から第２の巻上げ機へ実 質的に垂直な状態で輸送すること、各管状長尺体を第２の巻上げ機によって準備 開口を通って下降させること、 この管状長尺体を準備開口の中に保持すること、掘削床の上面の上方で隣接管状 体部分間の相互連結を連続的に解放すること、 この解放された管状体部分を準備開口から輸送すること、をさらに含んでなる、 請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の方法。
8. ８．管状体がドリルストリングである請求の範囲第１項から第７項のいずれかに 記載の方法。
9. ９．管状長尺体が底孔組立体部品を具備する請求の範囲第８項記載の方法。
10. １０．管状体がさく井ケーシングである請求の範囲第１項から第７項のいずれか に記載の方法。
11. １１．管状体が生産物配管である請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載 の方法。
12. １２．前記管状長尺体の各々の軸方向寸法が、やぐらの内側自由高さに実質的に 一致している請求の範囲第１項から第１１項のいずれかに記載の方法。
13. １３．掘削床又は掘削プラットフォームと、掘削床から上方に延在するやぐらと 、 それぞれが少なくとも２つの解放自在に相互連結された管状体部分を包含する管 状長尺体を、貯蔵するための保管場所を区画形成する前記掘削床に区画形成され た、１つの掘削開口を通って１つの管状長尺体を通過させるため前記やぐらの上 方部分に連結された第１の巻上げ機と、管状長尺体を保管場所と前記第１の巻上 げ機との間で輸送するための第１の輸送手段と、 開口形成手段によって区画形成されかつ掘削開口と保管場所とから間隔をおいた 位置で掘削床を通って延在する１つの準備開口の上方で、前記やぐらの上方部分 に連結された第２の巻上げ機と、 管状長尺体を前記第２の巻上げ機から保管場所へ輸送するための第２の輸送手段 と、 管状体部分を掘削開口及び準備開口において相互連結しまた分離させ、それによ り管状体部分が準備開口で管状長尺体に組立てられ、これら管状長尺体が掘削開 口で管状体に連結されるようにする手段と、 を具備してなる掘削リグ。
14. １４．準備開口を区画形成する前記開口形成手段が、準備開口が第２の巻上げ機 の下方の実質的に垂直に位置する第１の位置と、準備開口の軸線が前記第２の巻 上げ機の垂直の吊り下げ線から偏倚する第２の位置との間で移動可能であり、前 記リグがさらに、吊り下げられた１つの管状体部分が前記第２の位置で準備開口 の中にまたその外に動かされるよう配置された第３の巻上げ機を具備する請求の 範囲第１３項記載の掘削リグ。
15. １５．前記第１及び第２の輸送手段が、掘削開口と保管場所と準備開口との間に 延在し又はこれらを通過する１つの軌道に沿う方向に移動し得る単一の把持機構 を具備している請求の範囲第１３項又は第１４項記載の掘削リグ。
16. １６．前記把持機構が、前記軌道に沿って移動し得る、１つのフレーム構造上に 配設された垂直方向に整列する把持装置を具備している請求の範囲第１５項記載 の掘削リグ。
17. １７．管状体部分を連結しまた分離する手段が前記フレーム構造上に配設されて いる請求の範囲第１６項記載の掘削リグ。
18. １８．フレーム構造が、前記軌道に近接して位置する垂直軸線の周りに回転可能 である請求の範囲第１６項又は第１７項記載の掘削リグ。
19. １９．保管場所が掘削開口と準備開口との間に位置している請求の範囲第１３項 から第１８項のいずれかに記載の掘削リグ。
20. ２０．保管場所が、掘削開口と準備開口との間に延在する把持機構軌道によって 分割されている請求の範囲第１９項記載の掘削リグ。
21. ２１．管状体部分を掘削床外側の位置から準備開口の上方に位置する前記第２の 巻上げ機に輸送するための第３の輸送手段を、さらに具備する請求の範囲第１３ 項から第２０項のいずれかに記載の掘削リグ。
22. ２２．やぐらが第１接近開口と第２の接近開口とを区画形成し、これらの開口を 通って管状体部分が、掘削床の外側の位置から掘削開口と準備開口とにそれぞれ 直接供給される請求の範囲第１３項から第２１項のいずれかに記載の掘削リグ。